1) O documento discute a teoria de Einstein para explicar o efeito fotoelétrico. 2) Einstein propôs que a luz é constituída de partículas chamadas fótons, cada um com energia proporcional à frequência. 3) Isso permitiu explicar os resultados experimentais do efeito fotoelétrico de forma consistente.

1. Efeito Fotoelétrico Teoria de Einstein para o Efeito Fotoelétrico

2. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Heinrich Hertz (1887)

3. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Philipp Lenard: Quando uma radiação de freqüência maior ou igual a 10 15 Hz incide sobre uma superfície metálica, ocorre emissão de elétrons. A emissão ocorre a alto vácuo, portanto os protadores de carga não são íons gasosos. A ação de um campo magnético confirma a carga negativa dos portadores a razão e/m fornecia a carga do elétron obtida por Millikan e Thomsom

4. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Heinrich Hertz (1887)

5. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais

6. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais  0 -limiar de frequências abaixo da qual o EFE não ocorre.

7. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico – Problemas com a Física Clássica O aumento da intensidade da radiação incidente deveria resultar no aumento do potencial limite 2) O efeito fotoelétrico deveria ocorrer para qualquer freqüência, dependendo apenas da intensidade da radiação incidente 3) Deveria existir um intervalo de tempo mensurável entre a absorção da energia da radiação e a emissão do elétron.

8. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Assumiu: luz monocromática consistia de um fluxo de partículas (fótons) com energia E = h  Na interação do fóton com o elétron podia ocorrer: espalhamento do fóton segundo as leis da óptica absorção completa da energia do fóton pelo elétron, com o desaparecimento o fóton e emissão do elétron (fotoelétron)

9. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) K = h v - w Energia cinética do fotoelétron Energia do Fóton incidente Trabalho para remover o elétron do metal

10. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) K = h v - w Função Trabalho K max = h v – w 0

11. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Solução do problema: K max não depende da intensidade da iluminação A intensidade da radiação está relacionada com a densidade de Fótons O elétron absorve um único fóton de energia h 

12. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Solução do problema: Existência de um limiar de freqüências Quando K max = 0 h    w 0   não há emissão de elétrons

13. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Solução do problema: Ausência de retardamento no processo Fóton (energia concentrada) é absorvido integralmente emissão instantânea

14. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Consistência da Teoria de Einstein K max = h  – w 0 Mas K max = e V 0

15. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Consistência da Teoria de Einstein K max = h  – w 0 Mas K max = e V 0 Inclinação da curva K max x 

16. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico Albert Einstein (1905) Consistência da Teoria de Einstein K max = h  – w 0 Mas K max = e V 0 Millikan obteve h = 6,57 x 10 -34 J.s

17. Os Problemas da Física no Final do Século XIX Efeito Fotoelétrico – Uma aplicação: relé fotoelétrico

18. Os Problemas da Física no Final do Século XIX 1916 – Einstein propõe que um fóton possui momento dado por

19. Natureza da Luz Luz monocromática A luz exibe comportamento corpuscular!!!

20. Natureza da Luz Fóton com energia h  Luz monocromática

21. Natureza da Luz Interação luz monocromática - matéria

22. Natureza da Luz Luz policromática Cada fóton com sua energia h 

23. Natureza da Luz No entanto, sabemos que a luz pode sofrer difração, interferência e polarização, isto é, a luz tem comportamento ondulatório !!!

24. Natureza Dual da Luz A luz, e por extensão, todas as radiações eletromagnéticas, exibe caráter dual, isto é, ora comporta-se como onda, ora como partícula. Einstein elimina o determinismo da Física: nasce a Mecânica Quântica!!

25. Para refletir: “ Cada pedaço ou parte da natureza total é sempre uma mera aproximação da verdade completa, ou a verdade completa até onde a conhecemos. De fato, tudo que conhecemos é apenas algum tipo de aproximação, pois sabemos que não conhecemos todas as leis ainda. Portanto, as coisas devem ser aprendidas apenas para serem desaprendidas de novo ou, mais provavelmente, para serem corrigidas.” Richard Feynman, “Física em Seis Lições”, 1963.